Устройство для дискретного управ-ления широтно-импульсными преобра-зователями постоянного toka

Союз Советскнк Социалистнческнх Республнк Ъ(51)М. Кл.З с присоединением заявкн Но Н 02 Р 13/16 Государстоеииый комитет СССР ио дмаы изобретеиий и открытий(23) Приоритет Опублнковано 1503.81, Бюллетень М 10 Дата опубликования описання 15. 03. 81(72) Автор мджя тення Ереванский политехнический м К" МарксаС. ти тел УСТРОЙСТВ ИМПУЛЬСНЬ Я ДИСКРЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ШИРОТНО - РЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями пос тоянного тока для многодвигательных электроприводов электроподвижных средств.Известно устройство для дискретного управления широтно-импульсными преобразователями постоянного тока, обеспечивающее регулирование выходного напряжения преобразовате.- ля 11 .Недостатком данного устройства является воэможность срыва коммутации тиристоров преобразователя.Наиболее близким по технической сущности к прецлагаемому является устройство, обеспечивающее дискретное управление широтно-импульсным преобразователем постоянного тока, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и и-разрядный счетчик и два усилителя 21 .Недостатками этого устройства являются отсутствие модуляции импульсов несинфазного управления двумя преобразователями постоянного тока и независимого автоматического ограничения относительной выдержки времени между модулированными импульса ми в зависимости от токов нагрузкисоответствующего преобразователя.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем,что устройство снабжено К-разряднымсчетчиком, двумя элементами (и) И,элементами ЗИ, (и)И и кИ, двумяблоками дешифрации, каждый из которых содержит цифровой элемент сравнения, регистр-счетчик С-, Р- и Чвходы которого связаны по ЗИ, пороговый элемент, йб-триггер, 5-входыкоторого связаны по ЗИ, элемент 2 И 35 и формирователь импульсов, третьими четвертым усилителями, и двумя датчиками токов нагрузок, причем прямойвыход последнего разряда и-разрядного счетчика соединен с тактовым вхо О дом К-разрядного счетчика, входы одного элемента (и)И подключены кинверсным выходам первого и третьегоразрядов и к прямым выходам второгои с четвертого по(о)-й разрядып -разрядного двоичного счетчика, входы второго элемента (и)И соединеныс инверсными выходами с первого потретий разрядов и с прямыми выходамис четвертого по (и) -й разряды 30 и-разрядного счетчика, входы элемента,И подключены к инверсным выходамрных трех разрядов указанного счет - яка, входы логического элемента ,и)И связаны с прямыми выходами всех разрядов и-разрядного счетчика кроме первых двух и последнего, а входы 5 логического элемента кИ подключены к выходам к-разрядного счетчика, в каждом блоке дешифрации первые входы цифрового элемента сравнения соединены с соответствующими прямыми выхода О ми регистр-счетчика, два С-входа которого соединены соответственно с выходом цифрового элемента сравнения и с прямым выходом порогового элемента, прямой выход порогового элемента соединен также с Р-входом Р 5 -триг гера, два 5-входа Р 5-триггера соединены соответственно с инверсным выходом порогового элемента и выходом элемента 2 И, а прямой выход Р 5-триггера соединен с первыми Р и Ч -входа ми регистр-счетчика, вход Формирователя импульсов связан с выходом цифрового элемента сравнения, вторые входы цифровых элементов сравнения кроме последних соединены с инверсными выходами с четвертого по (и - 1)-й раз - ряды и -разрядного счетчика, а последние входы цифровых элементов сравнения двух блоков дешифрации соеди - нены соответственно с прямым и ин - версным выходами последнего разряда и -разрядного счетчика, вторые Р и Ч -входы регистр-счетчика и один вход элемента 2 И одного блока дешифрации соединены с инверсным выходом послед - него разряда и -разрядного счетчика, вторые Р и 1-входы регистр-счетчика и один вход элемента 2 И второго блока дешифрации соединены с прямым выходом последнего разряда П -разрядного счетчика, третьи Р-, Ч и С-входы 4 О регистр-счетчиков соответственно связаны с выходами элементов (и -1)И и ЗИ, третьи 5-входы Р 5-триггеров под - ключены к выходам элемента кИ, а вторые входы логических элементов 2 И в блоках дешифрации соединены с выходом логического элемента (и-З)И, выходы Формирователей импульсов и выходы элементов 2 И соединены с входами соответствующих усилителей А, выходы датчиков токов нагрузки годключены к входам пороговых элементов соответствунхцих блоков дешифрации.На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства и его соединение с тиристорно-импульсными преобразователями; на Фиг. 2 - структурная схема блока синхронизации; на Фиг. 3 - структурная схема блоков дешифрации импульсов управления тиристорно-импульсными преобразователями. ЯУстройство содержит задающий генератор 1, блок 2 синхронизации, включающий и -разрядный счетчик 3, )-разрядный счетчик 4, элементы (и)И 5 и б, элементы ЗИ 7, (и - 3)И 8 и МИ 1 65 9, блоки 10 и 11 дешифрации, вклю - чающие цифровой элемент 12 сравнения регистр-счетчик 13, пороговый элемент 14, Р 5 -триггер 15, элемент 2 И 16, формирователь 17 импульсов и блок 18 усилителей 19, 20, 21 и 2, широтно- импульсные преобразователи 23 и 24 с общей коммутационной ветвью 25, включающие силовые 26 и 27 и коммутируюцие 28 и 29 тиристоры и диоды 30 и 31, шунтирующие активно-индуктивные нагрузки 32 и 33 преобразователя, и датчики 34 и 35 токов нагрузки,Выходы элементов Зб -51, а установленные входы регистр-счетчиков - 52,Устройство работает следующим образом.Задающий генератор 1 формирует импульсы с периодом Т, поступающие на вход счетчика 3, который работает в режиме вычитания. На выходах 41 и 42 элементов 5 и б, Формируются импульсы длительностью= -, а на выходе 45 элемента 8 - Г -- 4 Т . Период всех импульсов ранен периоду импульсов на выходе предпоследнего разряда счетчика 3, Импульсы на выходах 41 и 42 за - держаны по отношению к началу периода импульсов на выходе предпоследнего разряда счетчика 3 на 5 Т и 7 Т, соответственно. На выходе 43 элемента 7 Формируются импульсы длительностью Т, с периодом 8 Т, задержанные на время 7 Т, по отношению к началу периода. На выходах 48 и 49 элементов 16 блоков 10 и 11, формируют - ся импульсы длительностью 4 Т, сме - ценные относительно друг друга на половину периода работы счетчика 3.Сигнал на выходе элемента 12 ра - вен "1", если двоичный код сигналов на первых входах больше, чем двоич - ныи код сигналов на вторых входах, Так как код на вторых входах злемен - тов 12 циклически меняется, то на выходах этих элементов формируются импульсы, период которых равен периоду работы счетчика 3, а их длитель - ность может меняться в зависимости от числа, записанного в соответствующий регистр-счетчик 13, причем если число записанное в регистр-счетчик равно "д", то импульсы на выходе элемента 12 не Формируются, Импульсы на выходах элементов 12 в блоках 10 и 11 сдвинуты относительно друг дру - га на половину периода, а моменты окончания этих импульсов совпадают с началом периода импульсов на выходе предпоследнего разрада счетчи - ка 3,.Возможны два режима работы регистров-счетчиков 13,В первом режиме ток нагрузки непревышает допустимого значения и сигнал на выходе элемента 14 равен "0",После включения устройства регистр-счетчики 13 и Р 5-триггеры 15в блоках 10 и 11, а также счетчики3 и 4 устанавливаются в произвольное состояние. Если состояние Й 5 -триггера 15 "О", то низкий потенциал на его прямом выходе О запрещает поступление импульсов на к и Ч-входы регистр-счетчика 13, а нулевой сигнал на выходе элемента 14 блокирует С-вход5 этого счетчика. Таким образом состояние регистр-счетчика 13 остается неизменным, Через несколько периодов работы счетчика 3, число которых определяется начальным состоянием счетчи ка 4,на выходе 44 элемента 9 появляетсясигнал, который разрешает опрокидывание триггера 15 под действием импульса с выхода элемента 16. Моменты переключения триггеров 15 в блоках 15 10 и 11 сдвинуты относительно друг друга на полпериода работы счетчика 3. При установке триггера 15 н состояние "1" под деистнием сигналов иа выходах 41 и 42 элементон 5 и б произ-Щ водится последовательное обнуление счетчика 13 и установка его в новое состояние, определяемое сигналами на установочных входах 52, В резуль - тате на выходе элементов 12 появляются импульсы, запускающие формирова - тели 17, на выходах 46 (47) которых формируются короткие импульсы смешен - ные относительно импульсов на выхо - дах 48 (49) элементов 16, Выходные импульсы элементов 16 и 17 усиливают в З 0 ся и подаются на управляющие электроды соответствующих тиристоров преобразователя. Управление преобразователя - ми осуществляется с периодом равнымзс периоду работы счетчика 3, относительная продолжительность открытого состояния силовых тиристоров 26 и 27 определяется состоянием счетчиков 13. Если ток в нагрузке превышает до пустимое значение регистр-счетчик 13 переходит во второй режим, При этом на выходе элемента 14 появляется сигнал "1", который переводит триггер 15 в состояние "О", одновременно зап решается поступление сигналов навход этого триггера, гциничные сигналы и выходов элементов 12 и 14 разрешают поступление на С вход счетчи - ка 13 импульсон с выхода 43 элемента 7. В результате число, записанное н счетчик 13 начинает уменьшаться, что приводит к уменьшению длительности проводящего состояния силовых тирис - торов и ограничению тока нагрузки.В начале следующего периода коммутации сигнал на выходе элемента 12становится равным "О", при этом зап" рещается поступление импульсов с выхода 43 на С-нход счетчика 13, что обеспечивает устранение возможных Щ ошибок при ограничении тока. После уменьшения тока до допустимои вели - чины на выходе элемента 14 появляется нулевой сигнал и счетчик 13 переходит В первый рсж 11 м. о 5 Таким образом устройство обеспе-" чивает дискретное регулирование выходного напряжения преобразователей с ограничением тока нагрузки. Попе- ременная коммутация преобразователей устраняет возможность срывов комму - тации.Формула изобретенияУстройство для дискретного управления широтно-импульсными преобразователями постоянного тока содержащее последовательно соединенные задающий генератор и и-разрядный счетчик.и два усилителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, оно снабжено к-разрядным счетчиком, двумя элементами (п)И, элементами ЗИ, (и -3)И, и кИ, двумя блоками дешифрации, каждый из которых содержит цифровой элемент сравнения, регистр-счетчик С-, к- и Ч- входы которого связаны по ЗИ, пороговый эле - мент, йб-триггер, 5 в входы которого сняз,ны по ЗИ, элемент 2 И и Форми - ронатель импульсов, третьим и чет - вертым усилителями и двумя датчиками токов нагрузок, причем прямой выходпоследнего разряда п -разрядного счетчика соединен с входом К-разрядного с 1 етчика, входы одного элемента (и -1)И соединены с инверсными выходами первого и третьего разрядов и с прямымивыходами второго и " четвертого по(и - 1) -и разояды п-разрядного счетчика, входы второго элемента (и -1)И соединены с инверсными выходами первых трех разрядов и прямыми выходами с четвер .ого по (п -1) -и разряды и разрядного счетчика, входы логического элемента ЗИ соединены с инверсными выходами первых трех разрядов указанного счетчика, входы элемента (и - 3)И соединены с прямыми выходами с третьего по (п -1) -й разрядов того же счетчика, а входы элементакИ соединены с прямыми выходами К-разрядного счетчика, н каждом блоке дешифрации первые входы цифрового эле - мента сравнения соединены с соответ - стнующими прямыми выходами регистр- счетчика, два С-входа которого соединены соответственно с выходом цифрового элемента сравнения и с прямым выходом порогоного элемента, прямой выкод порогового элемента под - ключен к к -входу В 5-триггера, два 5 -входа которого соединены соответственно с инверсным выходом порогового элемента и выходом элемента 2 И, прямой выход к 5-триггера соединен с первыми К- и Ч-входами регистр- счетчика, вход формирователя импульсон соединен с выходом цифрового элемента сравнения, вторые входы цифрового элемента сравнения соединены с инверсными выходами с четвертого по1(ь)-и разряды о-разрядного счетЧика, а последние разряды вторых входов цифровых элементов сравнения в двух блоках дешифрации соединены со-, ответственно с прямым и инверсным вы ходами последнего разряда и-разрядного счетчика,вторые й и Ч-входы5 регистр-счетчика и один вход элемента 2 И одного блока дешифрации соеди нены с инверсным выходом последнего разряда п-разрядного счетчика вторые й- и Ч-входы регистр-счетчика и один вход элемента 2 И второго блока дешифрации соединены с прямым выходом последнего разряда того же счетчика, третьи й-, Ч"- и С-.входы регистр-счет чиков соответственно соединены с выходами обоих элементов (и)И и ЗИ,третьи 5-входы К 5-триггеров связаныс выходом элемента МИ, к вторые входы элементов 2 И соединены с выходомэлемента (и -3)И, выходы Формирователей импульсов и элементов 2 И соединены с входами соответствующих усилителей, а выходы датчиков тока соединеныс входами соответствующих пороговыхэлементов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9424290, кл. Н 02 Р 13/16, 1974. 2, Авторское свицетельство СССР 9 564704, кл. Н 02 13/16, 1977.813666 г 1 вниипи заказ 804 Тиражднисное илиал ППП "Патен .Ужгород, улктна